CN103392050A - 井下工具 - Google Patents

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Abstract

描述了一种能够用于井套管中穿孔该井套管的穿孔工具2。穿孔工具2包括设置于本体6中的激活构件4，其中该激活构件4相对该本体6可移动以在向内缩回状态和向外展开状态之间相对该本体6移动至少一工作构件8。多个活塞10安排为相对该本体6移动该激活构件4，各个所述活塞10设置于相应的安排为充满流体响应于本体6中流体压力增加的压力室12中。

Description

井下工具
技术领域
本发明涉及用于穿孔井下的井套管的穿孔工具，并且涉及用于在井下的井身中提供环形密封的封隔器设备。本发明特别但不仅限于涉及井下的包含例如穿孔工具和/或封隔器设备的工作管柱以及使用这样的工作管柱完成碳氢化合物井的方法。
背景技术
在大多数油井和气井中，钢套管作为导管贯穿产油带以防止地层崩溃并落入井身中。为了自井中产出油和/或气，套管必须穿孔，从而生产的流体能够进入井身并取出。用于穿孔井套管最普通的技术是使用炸药并以预定间隔在套管中炸孔。但是，人们期望能够以更受控制和可靠的方式来穿孔井套管。
人们还期望提供一种可靠且可重复的使地层断裂的方法，使得一旦井套管穿孔完成就能够生产油和气。为实现这一点，人们期望提供一种使穿孔的井套管的截面能够可靠的隔离并密封的封隔器设备，以产生水力压裂。
发明内容
本发明的优选实施例设法克服现有技术的上面的缺点。
根据本发明的一方面，提供了一种用于穿孔井下的井套管的穿孔工具，该工具包括：
安排为设置于井套管中的本体，以及相对该本体在向内缩回状态和向外展开状态之间可移动以在该井套管中切割穿孔的至少一组合铣刀；
设置于该本体中的激活构件，其中该激活构件相对该本体可移动以在该向内缩回状态和向外展开状态之间相对该本体移动至少一所述组合铣刀；
安排为相对该本体移动该激活构件的多个活塞，各个所述活塞设置于相应的压力室中；以及
其中该激活构件限定了沿该本体纵向轴线的孔，并且其中多个进出口形成于该激活构件中以使流体能够自该孔流至各个所述压力室，从而该本体中的流体压力增加使各个所述压力室中的流体压力增加以相对该本体移动该多个活塞中的每一个并且使该激活构件相对该本体移动。
这样提供穿孔工具的优点在于能够用于可靠的切割穿过井套管的穿孔。这样是有利的原因在于当套管已经放置于井身中时并且特别是通过紧密地层放置于长水平井身中时，对于井下工具来说一般仅有非常小的直径可供利用，通常少于4英寸。因此，该井下工具中缺乏可供利用的液压工作区域以提供力供移动零件运转。
所以，提供了安排为相对该本体移动该激活构件的多个活塞，各个所述活塞设置于相应的安排为充满流体的压力室中以响应于该本体中流体压力的增加来相对该本体移动该多个活塞中的每一个并且使该激活构件相对该本体移动，增加了可供操作者利用的力，提供了能够穿孔井的工具。因此，这样使操作者在完成操作期间能够使用井下工具而不是炸药来穿孔该井套管。
通过提供限定了沿该本体纵向轴线设置的孔的激活构件，并且其中多个进出口形成于该激活构件中以使流体能够自该孔流至各个所述压力室，这样还提供了紧凑布置，能够适合井套管受限的界限，从而对于给定流体压力能够使多个压力室运转以增加可供操作者利用的力。
在优选实施例中，各个所述活塞环绕该激活构件同中心设置。
这样提供的优点是有助于在井下工具中能够设置多个压力室，可用于小直径井套管以增加可供操作者利用的工作力。
在优选实施例中，各个所述压力室限定了环绕该激活构件同中心安排的环形室。
这样提供的优点是有助于在井下工具中能够设置多个压力室，可用于小直径井套管以增加可供操作者利用的工作力。
各个所述压力室可以进一步包括固定密封环以随该本体对该相应的压力室提供密封。
该工具可以进一步包括邻近各个所述压力室穿过该本体形成的多个环形压力口，从而使各个所述活塞能够相对该本体移动。
在优选实施例中，至少一所述组合铣刀可以沿斜轨滑动移动，从而可以在该向内缩回状态和向外展开状态之间移动，其中该斜轨相对该本体的纵向轴线倾斜，从而自该工具所位于的井套管中对该工具的向上拉出，推动至少一所述组合铣刀进入该向内缩回状态。
这样提供的优点在于最小化该穿孔工具卡在该井套管中的可能性。由于自该井拉出该穿孔工具的动作将沿该斜轨推动该组合铣刀并且向内进入该本体，该组合铣刀处于向外展开状态下该穿孔工具很少有机会卡住。这样还提供了该组合铣刀能够以相对大长度制造的优点。这样使该井套管中能产生大穿孔并且因此防止穿孔操作后向井身下泵送酸以破坏套管水泥的需求。
在优选实施中，该工具进一步包括设置在该激活构件上的至少一驱动构件，从而响应于该激活构件的移动来沿该斜轨推动至少一所述组合铣刀。
该工具可以进一步包括设置于该孔中的浮动活塞，其中该孔充满油或者另外的工作流体，并且该浮动活塞在该孔中可移动以改变该油或者另外的工作流体的压力从而引起该激活构件的移动。
这样提供的优点在于如果该穿孔工具用在实施水力压裂操作该井套管所处地层的工作管柱中，该浮动活塞防止压裂的沙盒碎片进入该穿孔工具的内部直径。这样保持该穿孔工具的内部直径相对清洁并且减少碎片干扰该穿孔工具内部移动零件造成故障的可能性。
根据本发明另一方面，提供了一种穿孔井套管的方法，该方法包括使用如前面所限定的穿孔工具来形成穿过所使用井套管的多个穿孔。
根据本发明另一方面，提供了一种井下工作管柱，包括：
如上面所限定的穿孔工具；以及
至少一杯状工具，其设置于该工作管柱中处于该所使用的穿孔工具上方的位置。
这样提供的优点在于该工作管柱开始能够用于穿孔该井套管，并且该管柱然后能够降下至该杯状工具或复数杯状工具在井套管已穿孔部分下面的位置。随着该工作管柱处于这一位置，水力压裂流体的高压泵送能够自表面开始，或者是在以环形配置的该套管和该工作管柱之间，或者是如果使用了第二杯状工具，通过该工作管柱的内部直径，使用开口附属来实施水力压裂操作。
这样还提供的优点在于如果泵送压力足够高，该穿孔工具的组合铣刀将展开进入该井套管以在该断裂操作期间固定该工作管柱就位。这样使暴露于高压和力量的井身能够隔离，因此减少压裂流体所需的量。因此，可见这样提供了非常有利的简化了完成操作的工作管柱。
根据本发明另一方面，提供了一种井下工作管柱，包括：
如上面所限定的穿孔工具；以及
至少一封隔器设备，其设置于该工作管柱中处于该所使用的穿孔工具上方的位置。
这样提供的优点在于该工作管柱开始能够用于穿孔该井套管，并且该管柱然后能够降下至至少一封隔器设备在井套管已穿孔部分下面的位置。随着该工作管柱处于这一位置，水力压裂流体的高压泵送能够自表面开始，或者是在以环形配置的该套管和该工作管柱之间，或者是如果使用了第二封隔器设备，通过该工作管柱的内部直径，使用开口附属来实施水力压裂操作。
这样还提供的优点在于如果泵送压力足够高，该穿孔工具的组合铣刀将展开进入该井套管以在该断裂操作期间固定该工作管柱就位。这样使暴露于高压和力量的井身能够隔离，因此减少压裂流体所需的量。因此，可见这样提供了非常有利的简化了完成操作的工作管柱。
根据本发明的另一方面，提供了一种完成其中设置了井套管的碳氢化合物井的方法，该方法包括：
使用如上面所限定的工作管柱的穿孔工具来形成穿过该所使用的井套管的多个穿孔；
降下该工作管柱至至少一所述杯状工具或封隔器设备邻近该多个穿孔的位置；以及
向该碳氢化合物井下泵送压裂流体以使该所使用的地层断裂。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在井下的井套管中或者开放钻孔中提供环形密封的封隔器设备，该设备包括：
安排为设置于井套管中的本体；
安装至该本体的激活构件，其中该激活构件相对该本体可移动以使弹性封隔器元件相对该本体向外变形以在所使用的井套管中形成环形密封；以及
安排为相对该本体移动该激活构件的多个活塞，各个所述活塞限定了相应的安排为充满流体的压力室以响应于该本体中流体压力的增加来相对该本体移动该多个活塞中的每一个并且使该激活构件相对该本体移动。
这样提供的封隔器设备的优点在于具有可向外变形以在井套管中形成环形密封的可变形弹性封隔器元件，可用于断裂操作或类似操作。
通过提供了安排为相对该本体移动该激活构件的多个活塞，其中各个所述活塞限定了相应的安排为充满流体的压力室以响应于该本体中流体压力的增加来相对该本体移动该多个活塞中的每一个，这样提供的优点在于可以增加能够施加于该封隔器元件的力，特别是在具有小直径的套管中，从而确保形成可靠的密封。这样有助于确保封隔器密封完整性。
在优选实施例中，该本体包括具有限定了纵向轴线的内部孔的圆柱形构件，并且其中各个所述活塞同中心安装至该本体，从而形成于该本体中的多个进出口使流体能够自该孔流至各个所述压力室。
这样提供的优点在于该设备为组合式的，并且如果需要更多的力可以添加更多的活塞。通过在该圆柱形本体上同中心安装活塞，实际上是该工具的外壳相对该本体移动并且如果需要更多的力该本体上可以堆积更多活塞。这样提供了多功能且可适应的封隔器设备。
在优选实施例中，各个所述压力室限定了环绕该本体同中心安排的环形室。
这样提供的优点在于提供了紧凑布置。
各个所述压力室可以进一步包括固定密封环以随该本体对该相应的压力室提供密封。
该激活构件可以包括斜坡，该斜坡适合于在所述弹性封隔器元件的一部分的下方滑动并且使其向外变形。
根据本发明的另一方面，提供了一种在井套管中或者开放钻孔中提供环形密封的方法，该方法包括使用上面所限定的封隔器设备。
根据本发明另一方面，提供了一种井下工作管柱，包括：
如上面所限定的穿孔工具；以及
至少一如上面所限定的封隔器设备，其设置于该工作管柱中处于该所使用的穿孔工具上方的位置。
这样提供的优点在于该工作管柱开始能够用于穿孔该井套管，并且该管柱然后能够降下至至少一封隔器设备在井套管已穿孔部分下面的位置。随着该工作管柱处于这一位置，水力压裂流体的高压泵送能够自表面开始，或者是在以环形配置的该套管和该工作管柱之间，或者是如果使用了第二封隔器设备，通过该工作管柱的内部直径，使用开口附属来实施水力压裂操作。
这样还提供的优点在于如果泵送压力足够高，该穿孔工具的组合铣刀将展开进入该井套管以在该断裂操作期间固定该工作管柱就位。这样使暴露于高压和力量的井身能够隔离，因此减少压裂流体所需的量。因此，可见这样提供了非常有利的简化了完成操作的工作管柱。
根据本发明的更多方面，提供了一种完成其中设置了井套管的碳氢化合物井的方法，该方法包括：
使用如上面所限定的工作管柱的穿孔工具来形成穿过该所使用的井套管的多个穿孔；
降下该工作管柱至至少一所述封隔器设备邻近该多个穿孔的位置；以及
向该碳氢化合物井下泵送压裂流体，从而既激活该封隔器设备在该井中形成环形密封，又使该所使用的地层断裂。
附图说明
下面将通过优选的实施例结合相应的附图来说明本发明，仅用作举例而没有任何限制意义，其中：
图1a为本发明第一实施例的穿孔工具的纵向剖视图，绘示处于向内缩回状态的组合铣刀；
图1b为图1a的穿孔工具的纵向剖视图，绘示处于向外展开状态的组合铣刀；
图2a为图1a和图1b的穿孔工具的侧视图，绘示处于向内缩回状态的组合铣刀；
图2b为图1a和图1b的穿孔工具的侧视图，绘示处于向外展开状态的组合铣刀；
图3a为图1a和图1b的穿孔工具的透视图，绘示处于向内缩回状态的组合铣刀；
图3b为图1a和图1b的穿孔工具的透视图，绘示处于向外展开状态的组合铣刀；
图4为图1a和图1b的穿孔工具的端视图，绘示处于向外展开状态的组合铣刀；
图5a为图1至图4的穿孔工具的阀总成的纵向剖面特写；
图5b为对应于图5a的透视剖视图；
图6a为图1a和图1b的穿孔工具的复位弹簧总成和驱动构件的纵向剖面特写；
图6b为对应于图6a的透视图；
图7a为图1a的穿孔工具包括浮动活塞的纵向剖面；
图7b为对应于图7a的纵向剖面，绘示该浮动活塞移动以展开组合铣刀；
图8为杯状工具的侧视图；
图9为已穿孔的井套管的纵向剖面，绘示图8的杯状工具设置于工作管柱中；
图10a为工作管柱的纵向剖面，包括在已穿孔的井套管中位于杯状工具下方的图7a和图7b的穿孔工具；
图10b为对应图10a的纵向剖面，其中组合铣刀向外展开以穿孔该井套管并且对于井套管中的工作管柱提供锚定装置；
图11为使用两杯状工具的工作管柱的纵向剖面，从而使水力压裂能够穿孔通过该工作管柱的内部直径；
图12为位于图11的工作管柱中的两杯状工具的剖视透视特写图；
图13为对应于图12的纵向剖面；
图14a为用于在井套管中提供环形密封的封隔器设备的纵向剖面，其中弹性封隔器元件绘示于无形变状态中；
图14b为图14b的封隔器设备的纵向剖面，其中该封隔器元件向外变形；
图15a为处于图14a状态下的封隔器设备的侧视图；
图15b为处于图14b状态下的封隔器设备的侧视图；
图16a为对应于图14a的透视剖面；
图16b为封隔器设备的透视图，绘示封隔器元件向外变形；
图17为工作管柱的纵向剖面，其中包含了图7a和图7b的穿孔工具以及图14至图16的两封隔器设备；
图18为图17的工作管柱的封隔器设备的纵向剖视图，绘示用于断裂操作的开口附属；
图19a为钻孔于开放地层的井中的使用两封隔器设备的一段工作管柱的纵向剖视图；
图19b为对应于图19a的纵向剖视图，其中封隔器元件向外变形以在该开放地层中形成密封；
图20a为封隔器设备的第二实施例的纵向剖视图；
图20b为图20a的封隔器设备的纵向剖视图，绘示封隔器元件向外变形；
图21a为对应于图20a的透视剖面；以及
图22为对应于图20b的透视剖面。
具体实施方式
穿孔工具
参见图1至图4，用于穿孔井下的井套管3(图10a和图10b)的穿孔工具2包括安排为设置于井套管中的本体6，以及相对该本体在如图1a绘示的向内缩回状态和如图1b绘示的向外展开状态之间可移动以在该井套管3中切割穿孔5(图10a和图10b)的至少一组合铣刀8。
激活构件4设置于本体6中，其中该激活构件4相对该本体6可移动以在该向内缩回状态和向外展开状态之间相对该本体移动至少一所述组合铣刀8。多个活塞10安排为相对该本体移动激活构件4。每个活塞10设置于相应的安排为充满流体的压力室12中，作为对本体6中流体压力增加的反应以相对该本体移动该多个活塞中的每一个并且使该激活构件4相对该本体移动。
该激活构件限定了沿该本体的纵向轴线设置的孔18。多个进出口42形成于该激活构件4中以使流体能够自该孔流至每个所述压力室，从而该本体中的流体压力增加使每个所述压力室中的流体压力增加以相对该本体移动该多个活塞中每一个并且使该激活构件相对该本体移动。
如熟知本领域的技术人员所了解，该本体6由多个互相连接的附属6a，6b和6c构成以形成在井下工作管柱中能够互相连接的穿孔工具2。该激活构件4包括与相互连接于每个相应的活塞10的多节管道14相互连接的心轴。管道14形成多个相互连接的活塞杆。虽然该激活构件4和成节的管道14能够由单节的管道而不是由多节相互连接的管道形成，但是用这种方法，该激活构件4的长度能够变更。
该激活构件4限定了沿该本体6的纵向轴线设置的孔18。当该工具2设置在井下的井套管中时，该孔8安排为充满从表面泵送的流体。为使该孔18能够充满流体，阀总成20设置在该工具2的最低部分。参见图5a和图5b，该阀总成20包括安排为相对于盘簧24的偏向移动的柱塞22，从而响应于该工具中的流体压力增加而密封阀座26。在图5a和图5b中该阀绘示为打开状态。
组合铣刀8各自具有相应的安排为经驱动进入井套管中以穿孔该井套管的锐边16。该组合铣刀或其它工作构件8设有在对应的形成于本体6中的多个斜槽30(图1b)中可滑动的多个斜槽28(图2b)。相应的斜槽28和30限定了使该工作构件8能够在该向内缩回和向外展开状态之间滑动的斜轨。激活构件4包括驱动构件34位于其中的凹陷32。因此，图1a和图1b中当该激活构件4向左移动时，该驱动构件34向左移动推动组合铣刀8至左侧，从而组合铣刀8的槽28滑过该本体6的槽30以移动该组合铣刀8至向外展开状态以驱动边16进入井套管(图未示)来穿孔该井套管。
提供了复位弹簧36用以当孔18中的流体压力减少时恢复该组合铣刀8至向内缩回状态。为进一步辅助该组合铣刀移回至向内缩回状态，该斜轨28，30相对该本体的纵向轴线倾斜，从而自该工具2所位于的井套管中向上拉出该工具2时，推动了该组合铣刀8进入向内缩回状态。
参见图1a，图1b和图5a，各个压力室12在一端由活塞10限定并且在相对端由通过螺纹紧固件40相对本体6固定的固定密封38限定。各个压力室12通过形成激活构件4一部分的管道14中形成的多个进出口42流体连通孔18。因此，当孔18中的流体压力增加时，流体流过进出口42并进入压力室12，如图1a至图1b中所见推动各活塞10向左移动。邻近各个压力室12穿过本体6形成了多个环形压力口44，以使活塞相对该本体6移动。特别的，当活塞移动时，流体通过环形压力口44排出。
从附图中可见，各个活塞10环绕激活构件4，14同中心设置，并且各个压力室限定了环绕激活构件同中心安排的环形室。对于操作者来说这样提供了紧凑并且方便的布置以增加可利用的力。
参见图1至图6和图10，现在将描述操作井下工具2穿孔井套管。
该井下工具2放置于待穿孔的井套管3中，组合铣刀8处于如图1a中所示的相对本体6向内缩回的配置。然后表面上的操作者向该井下工具2位于其中的管柱下泵送流体，从而流体移动进入孔18。这样驱动阀总成20的柱塞22紧靠阀座26。该孔18因此充满流体并且作为对来自表面的进一步泵送的响应该流体的压力增加。
这引起流体18移动通过进出口42并且进入压力室12。当压力室12中的压力增加时，活塞10关于井身向左侧或向上驱动，从而移动激活构件4，驱动构件34并且沿斜轨30推动铣刀构件8至如图1b绘示的向外展开状态。这样驱动边16进入井套管的内表面来穿孔该井套管。如果每个活塞12具有2平方英寸面积，通过使用如绘示的4个压力室12，该工具2具有8平方英寸面积并且这样产生足够的力来推动激活构件4组合铣刀8出去切割或穿孔该套管。
当除去流体压力时，复位弹簧36推动激活构件4并且因此向下推动活塞10以恢复该工作构件8至向内缩回位置。作为选择，该工具2可以无复位弹簧36使用，因为将该工具2拉出井套管的动作将恢复该组合铣刀8至向内缩回状态。
参见图7a和图7b，借由添加设置于孔18的上部中的浮动活塞50，对穿孔工具2可以作出进一步的改进。该孔18的上部设置于顶部附属6a中。塞子52安装在孔18的最低区域。这样有效的密封了该孔18的该底端。孔18还充满油或其它工作流体并且如图7a至图7b绘示的浮动活塞50向下的移动增加了孔18中油的压力，从而引起组合铣刀以上面所描述的方式向外移动。在该孔的上面部分19中，使用不同的流体来对浮动活塞50施加压力。通过孔18中设有油，在一端由塞子52密封并且在另一端由浮动活塞50密封，该工具2的内部直径可以保持清洁。这样还有助于防止碎片移动进入该穿孔工具2的工作部。
参见图10a和图10b，井下工作管柱60位于井套管3中并且包括如上所描述的穿孔工具2以及如图8和图9绘示的杯状工具62。该穿孔工具2包括浮动活塞50以增加孔18中油压。
参见图8和图9，杯状工具62由多个环形弹性杯状元件66固定至工作管柱附属64形成。杯状元件66限定了水力压裂流体在压力下受迫进入的凹陷68，从而在杯状元件66和套管3之间形成环形密封。井下工作管柱元件的互相连接对于熟知本领域的技术人员来说是常见的，在此将不再加以详细描述。
参见图8至图10b，将描述使用包括穿孔工具2和杯状工具62的工作管柱完成碳氢化合物井的方法。首先，将该工作管柱降下套管3已安置于其中的井。实施穿孔操作，包括自所述表面增加浮动活塞50上的压力以多次向外展开组合铣刀8以在该井套管3中开出穿孔5。该工作管柱逐步下降以沿套管3的长度打出穿孔5。
当该穿孔操作完成时，穿孔5后面的地层必须断裂以使从该井能够产出油和气。为实现这一点，压裂流体往由该工作管柱的外面限定的环带70下泵送。该压裂流体处于该杯状工具62的杯状元件66的凹陷68中以形成密封。因此该压裂流体在压力下泵送通过穿孔5以引起套管3位于其中的地层的断裂。借由穿孔一段套管并且然后接着降下杯状工具越过穿孔及引导压裂流体的环形泵送，能够重复穿孔和断裂操作。
还应当注意的是，当压裂流体在压力下泵送时，该浮动活塞50将向下移动以展开组合铣刀8并穿孔套管3。这样借助于该组合铣刀8固定在该套管3中形成了锚定装置。这种状态绘示于图10b中。
参见图11，工作管柱的供选择的例子包括安装于工作管柱内的穿孔工具2，工作管柱内两杯状工具62安装于包括多个环形口72的开口附属70的上方和下方。图11至图13的该工作管柱的操作类似于图10a和图10b的工作管柱的操作，具有下面的不同之处。一旦穿孔操作由穿孔工具2完成，降下该工作管柱使得套管3中的一或更多穿孔5位于相应的杯状工具62的该杯状元件66之间。然后在压力下向该管柱的内部孔74下泵送压裂流体至出口72并且使穿孔5后面的地层断裂。相应的杯状工具62在出口72上方和下方提供密封以隔离一段套管3。
封隔器设备
参见图14a至图16b，封隔器设备102包括安排为设置于井套管中的本体106。激活构件104安装至本体106，其中该激活构件相对该本体可移动以使弹性封隔器元件108相对该本体向外变形以在所使用的井套管中形成环形密封。
多个活塞110安排为相对该本体移动激活构件104。各个活塞限定了相应的安排为充满流体的压力室112，以响应于该本体106中流体压力的增加来相对该本体106移动该多个活塞110中的每一个并且使该激活构件104相对该本体移动。
可以看见该本体106包括具有安排为接收在压力之下流体的内部孔118的圆柱形构件。各个活塞112同中心的安装在该本体106上。穿过本体106形成多个进出口142以使流体能够自孔118流入压力室112。
因此可以看见各个压力室112限定了安排为同中心环绕本体106的环形室。如果需要增加操作者可利用的力，这种配置使更多的活塞112能够安装至该本体106。相应的固定密封环138限定压力室112的相对端。封隔器设备102的该配置使得该设备的外壳由压力之下的流体供给能量而不是由内部心轴以图1a和图1b的穿孔工具的方式供给能量。提供了多个环形压力口144以使井身中的流体能够逸出从而允许操作活塞112。
为了使弹性封隔器元件108向外变形以在井套管中形成密封，在压力下向孔118下泵送流体。这使得流体移动通过进出口142并且进入压力室112。这样推动沿本体106向上活塞110引起激活构件104使弹性封隔器元件108向外变形。当自孔118除去该流体压力时，复位弹簧(未绘示)或者将封隔器102拉出井套管的动作将恢复该封隔器元件108至如图14a所绘示的无形变状态。
图20至图22绘示该封隔器设备的供选择的实施例。封隔器设备202包括具有斜坡部分207的激活构件204。斜坡部分207安装至包括压力室212的活塞210。活塞210的激活以如封隔器设备102相同的方式实现并且在此不再加以详细描述。可以看见，当激活时，该斜坡207在该弹性可变形的封隔器元件下面伸出，从而向外推动该封隔器元件208。
参见图17至图19，绘示了能够用于完成碳氢化合物井的井下工作管柱，包含穿孔工具2和两封隔器设备102。该工作管柱还包括具有出口72以允许压裂流体泵送通过穿孔5的开口附属70。通过沿孔119泵送压力之下的压裂流体，驱使浮动活塞50以及还有封隔器设备102的活塞110以使封隔器密封元件108向外展开。这样使断裂操作能够在形成环形密封的封隔器元件108之间的套管的隔离部分上实施。
参见图19a和图19b，封隔器设备102还特别适合用于开放地层90中。弹性可变形的封隔器元件108适合于在开放地层钻孔90的内部起伏表面92中形成密封。然后开口附属70能够用于实施开放地层钻孔90的断裂操作。
熟知本领域的技术人员可以理解，上述实施例仅用于举例说明，并不作出任何限制，在不偏离所附权利要求所界定的发明范围的情况下可以作出各种变换和修饰。

Claims (20)

1.一种用于穿孔井下的井套管的穿孔工具，该工具包括：
安排为设置于井套管中的本体，以及相对该本体在向内缩回状态和向外展开状态之间可移动以在该井套管中切割穿孔的至少一组合铣刀；
设置于该本体中的激活构件，其中该激活构件相对该本体可移动以在该向内缩回状态和向外展开状态之间相对该本体移动至少一所述组合铣刀；
安排为相对该本体移动该激活构件的多个活塞，各个所述活塞设置于相应的压力室中；以及
其中该激活构件限定了沿该本体纵向轴线的孔，并且其中多个进出口形成于该激活构件中以使流体能够自该孔流至各个所述压力室，从而该本体中的流体压力增加使各个所述压力室中的流体压力增加以相对该本体移动该多个活塞中的每一个并且使该激活构件相对该本体移动。
2.如权利要求1所述的工具，其中，各个所述活塞环绕该激活构件同中心设置。
3.如权利要求2所述的工具，其中，各个所述压力室限定了环绕该激活构件同中心安排的环形室。
4.如权利要求3所述的工具，其中，各个所述压力室进一步包括固定密封环以随该本体对该相应的压力室提供密封。
5.如前述权利要求中任一所述的工具，进一步包括邻近各个所述压力室穿过该本体形成的多个环形压力口，从而使各个所述活塞能够相对该本体移动。
6.如前述权利要求中任一所述的工具，其中至少一所述组合铣刀可以沿斜轨滑动移动，从而可以在该向内缩回状态和向外展开状态之间移动，其中该斜轨相对该本体的纵向轴线倾斜，从而自该工具所位于的井套管中对该工具的向上拉出，推动至少一所述组合铣刀进入该向内缩回状态。
7.如权利要求6所述的工具，进一步包括设置在该激活构件上的至少一驱动构件，从而响应于该激活构件的移动来沿该斜轨推动至少一所述组合铣刀。
8.如前述权利要求中任一所述的工具，进一步包括设置于该孔中的浮动活塞，其中该孔充满油或者另外的工作流体，并且该浮动活塞在该孔中可移动以改变该油或者其它工作流体的压力从而引起该激活构件的移动。
9.一种穿孔井套管的方法，该方法包括使用如前述权利要求中任一所述的穿孔工具来形成穿过所使用井套管的多个穿孔。
10.一种井下工作管柱，包括：
如权利要求1至8中任一所述的穿孔工具；以及
至少一杯状工具，其设置于该工作管柱中处于该所使用的穿孔工具上方的位置。
11.一种井下工作管柱，包括：
如权利要求1至8中任一所述的穿孔工具；以及
至少一封隔器设备，其设置于该工作管柱中处于该所使用的穿孔工具上方的位置。
12.一种完成其中设置了井套管的碳氢化合物井的方法，该方法包括：
使用如权利要求10或11所述工作管柱的穿孔工具来形成穿过该所使用井套管的多个穿孔；
降下该工作管柱至至少一所述杯状工具或封隔器设备邻近该多个穿孔的位置；以及
向该碳氢化合物井下泵送压裂流体以使该所使用的地层断裂。
13.一种用于在井下的井套管中或者开放钻孔中提供环形密封的封隔器设备，该设备包括：
安排为设置于井套管中的本体；
安装至该本体的激活构件，其中该激活构件相对该本体可移动以使弹性封隔器元件相对该本体向外变形以在所使用的井套管中形成环形密封；以及
安排为相对该本体移动该激活构件的多个活塞，各个所述活塞限定了相应的安排为充满流体的压力室以响应于该本体中流体压力的增加来相对该本体移动该多个活塞中的每一个并且使该激活构件相对该本体移动。
14.如权利要求13所述的设备，其中该本体包括具有限定了纵向轴线的内部孔的圆柱形构件，并且其中各个所述活塞同中心安装至该本体，从而形成于该本体中的多个进出口使流体能够自该孔流至各个所述压力室。
15.如权利要求14所述的设备，其中，各个所述压力室限定了环绕该本体同中心安排的环形室。
16.如权利要求14所述的设备，其中，各个所述压力室进一步包括固定密封环以随该本体对该相应的压力室提供密封。
17.如权利要求13至16中任一所述的设备，其中该激活构件包括斜坡，该斜坡适合于在所述弹性封隔器元件的一部分的下方滑动并且使其向外变形。
18.一种在井套管中或者开放钻孔中提供环形密封的方法，该方法包括使用如权利要求13至17中任一所述的封隔器设备。
19.一种井下工作管柱，包括：
如权利要求1至8中任一所述的穿孔工具；以及
至少一如权利要求13至17中任一所述的封隔器设备，其设置于该工作管柱中处于该所使用的穿孔工具上方的位置。
20.一种完成其中设置了井套管的碳氢化合物井的方法，该方法包括：
使用如权利要求19所述工作管柱的穿孔工具来形成穿过该所使用的井套管的多个穿孔；
降下该工作管柱至至少一所述封隔器设备邻近该多个穿孔的位置；以及
向该碳氢化合物井下泵送压裂流体，从而既激活该封隔器设备在该井中形成环形密封，又使该所使用的地层断裂。
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